Датчики IO-Link E2E-IL и E3Z-IL и ПЛК CJ2M через NX-EIC202 и NX-ILM400
Два руководства OMRON по подключению, P668 (Cat. No. P668-E1-01) и P666 (P666-E1-01), собирают одну и ту же цепочку: ПЛК серии CJ с портом EtherNet/IP, каплер EtherNet/IP NX-EIC202 и ведущий модуль IO-Link NX-ILM400, а на первом порту модуля — индуктивный датчик E2E-X3B4-IL3 в одном руководстве и фотоэлектрический E3Z-D82-IL3 в другом. Настройки сети и тегов в обоих текстах совпадают почти слово в слово, а расходятся руководства главным образом в двух местах: сколько проводов датчика идёт на клеммы модуля и что означают биты второго байта данных, которые получает ПЛК. Ниже — эти различия, адреса обмена и проверка связи по индикаторам.
Состав и версии
Каплер NX-EIC202 с пристёгнутым к нему NX-ILM400 руководства называют ведомым терминалом (Slave Terminal): для контроллера это один узел сети EtherNet/IP, а с датчиком по IO-Link работает модуль NX-ILM400. Со стороны ПЛК подходят процессоры CJ2 с модулем EtherNet/IP CJ1W-EIP21 или со встроенным портом — CJ2H-CPU6□-EIP и CJ2M-CPU3□ (раздел 5.1). Сборка, на которой OMRON проверял порядок действий, — CJ2M-CPU32 версии 2.0, коммутатор W4S1-05C, кабели категории 5 или выше в экране (STP). Устройства версий ниже указанных в разделе 5.2 применять нельзя; с более новыми версиями — сверить отличия по их руководствам.
Программ несколько. Таблицу ввода-вывода и IP-адрес ПЛК задают в CX-Programmer, обмен тегами — в Network Configurator, конфигурацию ведомого терминала и режим порта — в Sysmac Studio, а сам датчик смотрят в CX-ConfiguratorFDT по файлу IODD. Даташит NX-ILM400 (CSM_NX-ILM400_DS_E_1_7) для связи по EtherNet/IP допускает для настроек самого модуля IO-Link вместо Sysmac Studio и NX-IO Configurator.
Провода датчика на клеммах NX-ILM400
У каждого из четырёх портов NX-ILM400 четыре клеммы: C/Q, DI, L+ и L−; первый порт занимает клеммы A1–A4. По схеме P668 (раздел 7.2.1, шаг 9) у E2E-X3B4-IL3 три провода: чёрный — на C/Q, коричневый — на L+, синий — на L−, клемма DI остаётся свободной. У E3Z-D82-IL3 в P666 проводов четыре: к тем же трём добавлен белый, выход DO датчика, и он заведён на DI порта. Даташит E3Z-□-IL□ (CSM_E3Z-_-IL__DS_E_3_2) рисует ту же разводку для работы с мастером IO-Link и в сноске к временной диаграмме поясняет: если в режиме IO-Link состояние датчика обновляется медленно, отклик 1 мс и быстрее даёт управляющий выход 2, используемый как датчик.
Данные NX-ILM400 для этой стороны связи:
| Питание датчика на порт | 24 В DC (20,4–28,8 В), до 0,2 А, защита от короткого замыкания |
|---|---|
| Вход DI (вывод 2) в режиме IO-Link | 2 мА (тип.) при 24 В; включён — от 15 В и 2 мА, выключен — до 5 В; фильтр от «без фильтра» до 256 мс, по умолчанию 1 мс |
| Кабель до датчика | без экрана, до 20 м, ёмкость между жилами не больше 3 нФ, сопротивление петли не больше 6 Ом |
| Режимы порта | IO-Link, SIO (DI), SIO (DO), порт отключён |
| Скорость обмена | COM1, COM2 или COM3 модуль подбирает под датчик сам, задавать её для порта не нужно |
В обоих руководствах порт 1 оставлен в заводском режиме IO-Link Mode (раздел 6.2), остальные параметры модуля — по умолчанию.
Адреса и обмен тегами
ПЛК в руководствах — узел 1 с адресом 192.168.250.1: на переключателях порта номер модуля 0 и заводской адрес узла 01 (раздел 7.3.1), а в разделе 7.3.3 тот же адрес с маской 255.255.255.0 записывают в порт из CX-Programmer. Каплер — узел 2, 192.168.250.2: на его DIP-переключателе SW3 (NET) и SW4 (ADR) выключены, то есть включён обмен тегами (UDP/IP и TCP/IP при этом отключены) и первые три числа адреса — 192.168.250, а последнее задают поворотные переключатели: ×16¹ — 0, ×16⁰ — 2.
Обмен тегами настраивают в ПЛК как в инициаторе соединения: вход — тег D10100 на 16 байт, групповой (multicast) тип соединения, выход — тег D10000 на 8 байт, соединение «точка — точка»; на стороне каплера им отвечают наборы Input_100 и Output_148. Раскладка области ввода в ПЛК по разделу 6.4:
| D10100 | состояние ведомого терминала: бит 4 — наблюдение, 5 — незначительная ошибка, 6 — частичная, 7 — серьёзная, 14 — флаг обнаружения ошибки, 15 — флаг обновления ввода-вывода |
|---|---|
| D10101 | состояние портов: биты 0–3 — данные порта 1–4 действительны (Port IN Data Enable), 14 — ошибка модуля связи, 15 — питание ввода-вывода подано |
| D10102 | ошибки портов 1 (биты 0–7) и 2 (биты 8–15): связь, короткое замыкание, несовпадение устройства, размер данных, ошибка устройства, сведения устройства, ошибка PDO |
| D10103 | то же для портов 3 и 4 |
| D10104–D10107 | входные данные портов 1–4; для порта 1 биты 0–7 — байт PD0 датчика, биты 8–15 — байт PD1 |
Выходная область — D10000–D10003, по слову выходных данных на порт. Даташит NX-ILM400 отдельно называет флаги действительности входных данных (Input Data Enabled Flags): по ним контроллер определяет, годятся ли данные процесса IO-Link.
Что лежит в D10104: E2E-IL и E3Z-IL
Байт PD0 у обоих датчиков — мониторный выход, величина обнаружения в восьми битах, от 0 до 255. Байт PD1 разный:
| Бит 0 PD1 (бит 8 D10104) | E2E: управляющий выход; E3Z: управляющий выход 1 |
|---|---|
| Бит 1 PD1 (бит 9) | E2E: резерв; E3Z: управляющий выход 2 |
| Бит 3 PD1 (бит 11) | E2E: резерв; E3Z: нестабильность при отсутствии света на приёмнике |
| Бит 4 PD1 (бит 12) | E2E: нестабильное обнаружение; E3Z: нестабильность при принятом свете |
| Бит 5 PD1 (бит 13) | E2E: объект слишком близко; E3Z: резерв |
| Бит 6 PD1 (бит 14) | E2E: резерв; E3Z: предупреждение — датчик не может продолжать работу по устранимой причине, например из-за замыкания нагрузки или ошибки служебных данных |
| Бит 7 PD1 (бит 15) | у обоих — внутренняя ошибка, датчик требует замены (у E2E руководство приводит в пример обрыв катушки, у E3Z — разрушение цепи излучателя) |
Бит 2 у обоих — резерв. Даташит E2E-□-IL□ (CSM_E2E-_-IL__DS_E_1_2) даёт условие применения: в режиме IO-Link датчик применяют там, где бит нестабильности (Byte1_bit4) равен нулю; бит слишком близкого объекта (Byte1_bit5) может быть единицей и при устойчивом обнаружении. Тот же даташит оговаривает: у выключенной по IO-Link функции диагностики её бит в режиме IO-Link всегда равен нулю.
Раздел 7.5.2 руководств приводит проверочные значения. E2E-X3B4-IL3 без объекта: младший байт D10104 — 3E (62), бит 8 — 0; с объектом — 85 (133), бит 8 — 1. E3Z-D82-IL3 с переключателем режима в заводском положении Light ON: без объекта — 04 (4), биты 8 и 9 — 0; с объектом — FF (255), биты 8 и 9 — 1, старший байт 03. Величина обнаружения, оговаривают оба руководства, зависит от настроек окружения датчика (environmental settings).
Проверка связи
Питание ввода-вывода ведомого терминала в руководствах включают последним, когда ПЛК и каплер уже настроены (раздел 7.5.1). При нормальном обмене у порта EtherNet/IP ПЛК горят зелёным MS и NS, жёлтым — COMM и 100M или 10M; у каплера зелёным горят TS, MS и NS, а L/A P1 мигает зелёным; у NX-ILM400 горят зелёным TS и Port 1-C, Port 1-E не горит; у датчика мигает зелёный индикатор связи, период — 1 с.
Датчики — карточки E2E-IL, E2EQ-IL (в P668 применимыми названы датчики E2E(Q)-□-IL□) и E3Z-IL; каплер и модуль IO-Link — система ввода-вывода NX; контроллер — CJ2M. Разделы каталога: «Индуктивные датчики», «Фотоэлектрические датчики», «Программируемые логические контроллеры».
Документы
CJ Series IO-Link Connection Guide, Proximity Sensor E2E-series IO-Link (Cat. No. P668-E1-01, на английском) и CJ Series IO-Link Connection Guide, Photoelectric Sensor E3Z-series IO-Link (Cat. No. P666-E1-01) — состав, адреса, теги, раскладка данных, проверка. Даташит NX-series IO-Link Master Unit NX-ILM400 (CSM_NX-ILM400_DS_E_1_7) — клеммы, питание портов, вход DI, кабель. Даташит IO-Link Proximity Sensor E2E-□-IL□ (CSM_E2E-_-IL__DS_E_1_2) и даташит IO-Link Photoelectric Sensor E3Z-□-IL□ (CSM_E3Z-_-IL__DS_E_3_2) — биты диагностики, схемы выходов.